KR20090085536A

KR20090085536A - 노광 장치 및 디바이스 제조 방법

Info

Publication number: KR20090085536A
Application number: KR1020090008345A
Authority: KR
Inventors: 마사또미 요시다; 히로미찌 하라
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2008-02-04
Filing date: 2009-02-03
Publication date: 2009-08-07
Also published as: US7944546B2; TW200944955A; JP2009188053A; US20090195767A1

Abstract

노광 장치는 원판의 패턴을 기판에 투영하도록 구성된 요소, 요소를 지지하도록 구성된 구조체, 구조체를 지지하도록 구성된 지지체, 구조체와 지지체 사이에 배치되고 구조체를 지지하도록 구성된 기체 스프링 및 구조체가 지지체에 대하여 허용 값을 초과하여 이동하는 것을 방지하도록 기체 스프링의 내부 공간에 수용되는 스톱퍼를 포함한다.

노광 장치, 지지체, 구조체, 기체 스프링, 스톱퍼

Description

노광 장치 및 디바이스 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 원판의 패턴을 기판에 투영함으로써 기판을 노광하는 노광 장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스, 액정 디바이스 및 마이크로머신과 같은 미세 패턴식 디바이스를 제조함에 있어서, 노광 장치는 원판(레티클)의 패턴을 기판(예를 들어, 웨이퍼 또는 글래스 플레이트)에 투영함으로써 기판을 노광하는데 사용된다. 노광의 예로서는 가시광, 자외선 광, EUV 광, X선, 전자 빔 및 하전 입자 빔이 있다. 원판의 패턴을 기판에 투영하기 위한 투영계의 예로서는 굴절 광학계, 반사 광학계, 반사 굴절 광학계 및 하전 입자 렌즈가 있다.

노광 장치는 원판을 유지하는 원판 스테이지 및 기판을 유지하는 기판 스테이지를 정확하게 정렬시키는 것이 요구된다. 또한, 노광 장치는 투영계를 지지하는 경통 지지체(optical system support), 원판 스테이지를 지지하는 원판 스테이지 정반(surface plate) 및 기판 스테이지를 지지하는 기판 스테이지 정반과 같은 구조체를 정확하게 지지하는 것이 요구된다.

또한, 노광 장치는 노광 장치가 설치된 바닥과 같은 베이스로부터 전달되는 진동과 같은 임의의 외부 진동이 예를 들어 스테이지로 전달되는 것을 억제하기 위한 제진 장치를 필요로 한다.

이러한 요구를 만족시키기 위해, 노광 장치에 있어서의 정반과 같은 구조체는 일반적으로 제진 마운트를 통해서 바닥과 같은 기초 구조체에 의해 지지된다. 본 명세서에 있어서, "제진"은 진동을 저감하는 것을 의미한다.

센서에 의해 진동을 검출하고 센서로부터 출력된 신호에 기초하여 액추에이터를 동작시키는 능동 제진 장치가 실용화되어 있다. 능동 제진 장치용 액추에이터로서, 기체 스프링의 내부 공간의 압력을 조정함으로써 이러한 내부 압력이 의해 발생되는 추력을 능동적으로 제어하는 기압 액추에이터를 사용하는 것이 일반적인 방법이다.

제진 마운트에 의해 지지되는 구조체의 진동을 저감하는 기능을 높이기 위해서는, 제진 마운트의 스프링 상수를 낮게 하는 것이 효과적이다. 그래서, 제진 마운트로서 기체 스프링을 이용하는 것이 효과적이다. 기체 스프링은 그 수압 면적을 충분히 크게 설정함으로써 큰 추력을 용이하게 발생할 수 있기 때문에, 무거운 구조체를 지지하는 지지 기구로서도 적절하게 사용될 수 있다. 따라서, 제진 마운트용 액추에이터로서 기압 액추에이터를 사용하는 것은 지지 기구로서도 활용될 수 있어서, 비교적 간단한 구조를 갖는 제진 장치를 실현할 수 있는 장점을 가진다.(일본 특개평 11-294520 참조)

종래, 노광 장치가 통상의 가동 상태(노광을 위한 다양한 조정 공정을 포함) 인 경우, 기체 스프링을 사용한 기압 액추에이터를 구비하는 제진 마운트는 노광 장치 내의 구조체의 진동을 저감하면서 기초 구조체에 대하여 노광 장치 내의 구조체를 지지한다. 그러나, 노광 장치의 조립 및 조정에 있어서는, 안전성을 확보하기 위해 노광 장치 내의 구조체는 기초 구조체에 대하여 높은 강성으로 지지되어야만 한다. 이러한 경우에는, 기체 스프링을 구비하는 제진 마운트뿐만 아니라 제진 마운트와는 별도로 제공되는 스톱퍼 등이 노광 장치 내의 구조체를 지지한다. 노광 장치가 이상이 발생하여 충분한 양의 구동 기체가 제진 마운트에 조립된 기압 액추에이터로 공급되지 않을 경우, 기체 스프링을 구비하는 제진 마운트는 노광 장치 내의 구조체를 지지하는 것은 곤란하다. 이 경우에도, 전술된 경우와 마찬가지로 스톱퍼 등이 노광 장치 내의 구조체를 지지한다. 기압 액추에이터로의 신호의 전달이 불가능해졌을 경우 또는 정지되어야 할 경우도 동일하게 적용된다.

노광 장치 내의 구조체의 지지 위치(작용점)는 기체 스프링이 구조체를 지지하는 경우와 스톱퍼가 구조체를 지지하는 경우 사이에서 변화하여서, 그 중력 변형 특성이 두 경우 사이에서 변화한다. 일 예에 있어서, 지지 위치가 노광 장치용 투영계 및 간섭계를 탑재하는 경통 지지체를 제진 마운트가 지지하는 경우와 경통 지지체를 스톱퍼 등이 지지하는 경우 사이에서 변화하여서, 경통 지지체의 변형 특성은 수 마이크로미터 오더(order)로 변화할 수도 있다.

노광 장치 내의 구조체가 스톱퍼에 의해 지지되면서 2개의 부품을 탑재하고, 그 후에 기체 스프링에 의해 지지되는 경우, 이들 2개의 부품 사이의 위치 관계는 변화할 수도 있다. 더욱 구체적으로는, 경통 지지체가 스톱퍼에 의해 지지되면서 투영계 및 간섭계를 탑재하고, 그 후에 제진 마운트에 의해 지지되는 경우, 투영계와 간섭계 사이의 거리는 수 마이크로미터 오더로 변화할 수도 있다.

최근의 노광 장치의 크기 증가에 따라, 노광 장치 내의 구조체의 크기도 증가하고 있다. 노광 장치의 중량을 저하시키기 위해서는, 구조체의 중량을 최소화시킬 필요가 있다. 이를 만족시키기 위해서는, 노광 장치가 통상의 상태에 있는, 즉 제진 마운트에 의해 지지되는 동안 필요한 최소의 강성이 노광 장치 내의 구조체에 가해지는 것이 바람직하다. 이 점을 고려하면, 전술된 바와 같은 지지 위치에 있어서의 변경에 기인하는 부품 간의 위치 관계의 변화량은 증가할 수도 있다. 그러나, 최근 들어, 노광 장치의 고정밀도에 대한 요구를 고려하면, 지지 위치에 있어서의 변경에 기인하는 부품 간의 위치 관계의 변화를 무시할 수 없다.

구조체 상에 탑재된 2개의 부품이 정밀하게 정렬되어야만 하는 경우, 구조체에 이들을 탑재한 후에 부품의 위치를 재조정하는 공정이 필요하게 된다. 이는 조립 공정수 및 비용을 증가시킨다.

구조체를 기체 스프링이 지지하는 경우와 구조체를 스톱퍼가 지지하는 경우 사이에서 노광 장치 내의 구조체의 변형 특성이 변화하므로, 구조체 자체 또는 구조체 상에 탑재된 부품에 변형(strain)이 잔류하게 된다. 예를 들어, 지지 위치가 원래의 지지 위치로 복귀되는 경우에도, 부품은 마찰과 같은 불가역 효과에 기인하여 초기 상태(예를 들어, 초기 위치 및 변형 상태)로 복귀되지 않을 수도 있다. 더욱 구체적으로는, 경통 지지체가 스톱퍼에 의해 지지되면서 투영 광학계를 탑재하고, 그 후에 일단은 기체 스프링에 의해 지지되고 다시 스톱퍼에 의해 지지되는 경우, 투영계의 위치 및 변형 상태는 탑재시의 초기 상태로부터 변화될 수도 있다.

최근 들어 노광 장치의 정밀도 증가에 따라, 노광 장치 내의 부품 수가 증가하고 있다. 노광 장치의 설치 공간의 제약 조건을 고려하면, 부품을 수용하기 위해서는 공간을 절약할 필요가 있다. 이는 스톱퍼를 수용하기에 충분한 공간을 확보하는 것을 어렵게 만든다.

또한, 최근 들어 노광 장치의 정밀도 증가에 따라, 노광 장치 내의 환경을 깨끗이 하고 노광 장치 내의 온도를 정밀하게 제어할 필요가 있다. 이를 만족시키기 위해서는, 구동 가능한 스톱퍼가 사용되는 경우, 스톱퍼 구동 기구로부터 노광 장치 내의 환경으로 방출되는 발진 및 폐열 등을 무시할 수 없다.

본원 발명은, 예를 들어 기체 스프링이 구조체를 지지하는 경우와 스톱퍼가 구조체를 지지하는 경우 사이의 지지 위치에 있어서의 차이를 감소시키는데 기여한다.

본 발명의 제1 태양에 따르면, 원판의 패턴을 기판에 투영함으로써 기판을 노광하도록 구성된 요소 및 요소를 지지하도록 구성된 구조체를 포함하는 노광 장치가 제공되며, 장치는 구조체를 지지하도록 구성된 지지체, 구조체와 지지체 사이에 배치되고 구조체를 지지하도록 구성된 기체 스프링 및 구조체가 지지체에 대하여 허용 값을 초과하여 이동하는 것을 방지하도록 기체 스프링의 내부 공간에 수용 되는 스톱퍼를 포함한다.

본 발명의 제2 태양에 따르면, 상술된 노광 장치를 사용함으로써 기판을 노광하는 단계 및 기판을 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.

본 발명에 따르면, 기체 스프링이 구조체를 지지하는 경우와 스톱퍼가 구조체를 지지하는 경우 사이의 지지 위치에 있어서의 차이를 감소시키는 것이 가능한 노광 장치가 제공된다.

본 발명의 추가 특징은 첨부 도면을 참조한 예시적인 실시예의 다음 설명으로부터 명백해질 것이다.

이하 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 양호한 실시예가 설명될 것이다.

본 발명의 양호한 실시예에 따른 노광 장치는 원판의 패턴을 기판에 투영함으로써 기판을 노광하기 위한 부품 및 부품을 지지하기 위한 구조체를 포함한다. 부품으로서는, 예를 들어 투영계[경통(optical system barrel)], 원판 스테이지 및 기판 스테이지를 포함한다. 구조체로서는, 예를 들어 경통 지지체, 원판 스테이지 정반 및 기판 스테이지 정반을 포함한다.

도2는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 노광 장치의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 노광 장치(EX)는 투영계(105)로서 원판(107)의 패턴을 기판(104)에 투영하면서 원판(레티클 : 107) 및 기판(예를 들어, 웨이퍼 또는 글래스 플레이트 : 104)을 투영계(105)에 대하여 주사한다. 이러한 작동에 의해, 기판(104)은 노광되 고, 원판(107)의 패턴은 기판에 전사된다. 그러나, 노광 장치(EX)는 원판(107) 및 기판(104)을 여전히 세워 놓은 상태에서 기판(104)을 노광할 수도 있다.

노광 장치(EX)는 경통 지지체(112)를 지지하는 지지체로서 기능하는 베이스 프레임(116), 원판(107)을 유지하면서 이동 가능한 원판 스테이지(레티클 스테이지 : 106) 및 기판(104)을 유지하면서 이동 가능한 기판 스테이지(웨이퍼 스테이지 : 103)를 구비하고 있다. 또한, 노광 장치(EX)는 원판(107)을 조명광으로 조명하는 조명계(108), 원판(107)의 패턴을 기판(104)에 소정 배율(예를 들어 4 : 1)로 투영하는 투영계(105) 및 투영계(105)를 유지하는 경통 지지체(112)를 구비하고 있다. 또한, 노광 장치(EX)는 온도 조절된 깨끗한 공기를 광로[예를 들어, 조명계(108) 및 투영계(105) 내부]와 같은 공간에 공급하는 공조실(109)을 구비하고 있다.

조명계(108)는 광원(예를 들어, 초고압수은 램프와 같은 방전등)을 내장하거나 노광 장치(EX)의 본체(이 경우, 광원 이외의 부분)로부터 떨어져서 배치되도록 설정된 광원[예를 들어, 엑시머(excimer) 레이저 : 도시 생략]으로부터 빔 라인을 경과해서 광을 안내함으로써 조명광을 도입한다. 조명계(108)는, 예를 들어 슬릿 광을 생성하고, 원판 스테이지(106)에 의해 유지되는 원판(107)을 조명한다.

베이스 프레임(116)은 반도체 제조 공장에 있어서의 클린룸의 바닥(베이스 : 101) 위에 설치된다. 베이스 프레임(116)은 바닥(101)에 높은 강성으로 고정되어 있어서, 실질적으로는 바닥(101)과 일체이거나 실질적으로 바닥(101)의 연장이다. 베이스 프레임(116)은 전형적으로는 3개 또는 4개의 고강성의 지주를 포함하고 각각의 지주의 상부에서 제진 마운트(113)를 통해서 경통 지지체(구조체의 일예 : 112)를 지지한다. 제진 마운트(113)는, 예를 들어 기체 스프링, 댐퍼 및 액추에이터를 포함한다. 제진 마운트(113)는 바닥(101)으로부터의 고주파 진동[바닥(101)의 고유 진동수 이상의 주파수를 갖는 진동]이 경통 지지체(112)로 전해지는 것을 방지하고, 경통 지지체(112)의 경사 및 흔들림을 능동적으로 보상한다.

투영계(105)를 지지하는 경통 지지체(112)는 지지 프레임(111)을 통해서 원판 스테이지 정반(110)을 지지한다. 경통 지지체(112)를 기준으로 기판 스테이지(103)의 위치를 검출하기 위해서, 레이저 간섭계가 경통 지지체(112)에 고정되어 있다. 레이저 간섭계는 Z 방향(연직 방향)의 기판 스테이지(103) 위치를 계측하는 Z 간섭계(118) 및 XY 방향(수평 방향)의 기판 스테이지(103)의 위치를 계측하는 XY 간섭계(114)를 포함한다. 레이저 간섭계의 참조 미러로서, Z 간섭계 미러(117) 및 XY 간섭계 미러(102)가 기판 스테이지(103)에 배열된다.

원판 스테이지(106)는 원판 스테이지 정반(110) 위에 설치되어, 구동원(리니어 모터) 및 정압 베어링을 포함하는 구동 기구(도시 생략)에 의해 주사 노광 시에 Y 방향으로 구동된다. 이 시점에서의 구동 프로파일은 열거한 순서대로 가속 구간, 정속 이동 구간 및 감속 구간을 포함할 수 있다.

기판 스테이지(103) 및 그 주변에 대해서 설명한다. 기판 스테이지(103)는 그 위에 적재된 기판(104)을 유지하고, 총 6개의 축 방향, 즉 수평 평면 상의 2개 방향(XY 방향), 연직 방향(Z 방향) 및 각 방향에 평행한 축 주변의 회전(ωx, ωy, ωz) 방향으로 위치 결정될 수 있다. 위치 결정 구동원으로서, 리니어 모터와 같은 전자기 액추에이터가 채용될 수 있다. 기판 스테이지(103)를 위치 결정하는 위 치 결정 기구는 X 방향으로 직진하는 X스테이지, 그것을 구동하는 X 리니어 모터, Y 방향으로 직진하는 Y 스테이지 및 그것을 구동하는 Y 리니어 모터를 포함하는 이차원 스테이지 기구를 포함한다. 위치 결정 기구는 Z 방향, 경사(ωx, ωy) 방향 및 회전 방향으로 이동 가능한 스테이지가 이차원 스테이지 기구 상에 장착된 구조를 갖는다. 각 방향의 가이드로서 정압 베어링이 사용된다. 또한, 기판 스테이지(103)의 상세한 구성은, 예를 들어 일본 특개평 1-188241호, 3-245932호 및 6-267823호에 기재되어 있다.

기판 스테이지(103)는 기판 스테이지 정반(115)에 의해 지지되고 기판 스테이지 정반(115)의 XY 가이드면 상에서 이동한다. 기판 스테이지 정반(115)은 지지 다리(도시 생략)를 통해서 바닥과 같은 베이스에 의하거나 베이스 프레임(지지체 : 116)에 의해 지지될 수 있다.

도3은 도2에 도시된 구조 중 제진 마운트(113)를 포함하는 일부 구조를 도시하는 도면이다. 투영계(105)를 지지하는 경통 지지체(112)는 제진 마운트(113)를 통해서 베이스 프레임(116)에 의해 지지되고, 바닥(베이스 : 101)에 의해서도 지지된다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 노광 장치에 있어서의 제진 마운트(113)의 구조를 모식적으로 도시한 도면이다. 제진 마운트(113)는 가동부(11) 및 경통 지지체(112)를 지지하는 베이스 프레임(지지체 : 116) 상에 고정된 고정부(14)를 포함한다. 가동부(11)는 그 저부에 개구를 갖고 고정부(14)의 적어도 일부를 둘러싸는 상자형 부재로 이루어질 수 있다.

도1을 참조하면, 가동부(11)를 Z 방향에 대해 지지하는 구성으로서, Z 방향으로 신축하는 기체 스프링(15)이 상자형의 가동부(상자형 부재 : 11)의 내면과 고정부(14)의 외면 사이에 배치된다. 기체 스프링(15)은 고정부(14) 내에 형성된 공간(19a)과 협동하여 경통 지지체(112)를 Z 방향에 대해 지지한다. 기체 스프링(15)은 전형적으로는 공기 스프링으로 이루어질 수 있다.

또한, 도1을 참조하면, 가동부(11)를 Y 방향에 대해 지지하는 구성으로서, Y 방향으로 신축하는 기체 스프링(12, 16)이 가동부(11)와 고정부(14) 사이에 배치된다. 기체 스프링(12, 16)은 이들 사이에 가동부(11)를 끼우도록 배열된다. 기체 스프링(12, 16)은 고정부(14) 내에 형성된 공간(19b, 19c)과 각각 협동하여 경통 지지체(112)를 Y 방향에 대해 지지한다. 기체 스프링(15, 12, 16)은, 예를 들어 고무로 형성될 수 있다.

공간(19a, 19b, 19c)은 압력 조정 기구(도시 생략)에 관로를 통해 접속된다. 압력 조정 기구는 경통 지지체(112)의 진동을 저감하기 위해 공간(19a, 19b, 19c)의 내부 압력을 개별적으로 제어한다.

가동부(11)의 Z 방향에 있어서의 위치를 규제하는 Z 방향 스톱퍼(10)는 가동부(11)를 Z 방향에 관해서 지지하는 기체 스프링(15) 내에 수용된다. 가동부(11)의 Y 방향에 있어서의 위치를 규제하는 Y 방향 스톱퍼(13, 17)는 가동부(11)를 Y 방향에 관해서 지지하는 기체 스프링(12, 16) 내에 수용된다. 스톱퍼(10, 13, 17)는 고정부(14) 또는 바닥(베이스 : 101)에 대하여 가동부(11) 또는 경통 지지체(1l2 : 구조체)가 허용 값을 초과해서 이동하는 것을 방지한다. 또한, 스톱 퍼(10, 13, 17)는 노광 장치의 조립 및 조정에 있어서 경통 지지체(112)를 지지하기 위해서도 사용된다.

기체 스프링(15)이 기체 스프링(15)의 내부 압력이 소정값 이하로 제어되어 경통 지지체(112)를 지지할 수 없을 경우, 경통 지지체(112)는 기체 스프링(15)의 내부 공간에 수용된 Z 방향 스톱퍼(10)에 의해 지지된다. 이러한 이유로, 경통 지지체(112)의 지지 위치가 기체 스프링(15)이 경통 지지체(112)를 지지하는 경우와 스톱퍼(10)가 경통 지지체(112)를 지지하는 경우 사이에서 크게 변화하지 않는다. 따라서, 경통 지지체(112)의 변형 상태도 크게 변화하지 않는다. 또한, 경통 지지체(112)에 탑재된 복수의 부품[예를 들어, 투영계(105) 및 간섭계(114, 118)] 사이의 위치 관계도 기체 스프링(15)이 경통 지지체(112)를 지지하는 경우와 Z 방향 스톱퍼(10)가 경통 지지체(112)를 지지하는 경우 사이에서 크게 변화하지 않는다. 또한, 경통 지지체(112)에 탑재된 개별 부품에 있어서의 잔류 변형(strain)도 저감된다.

도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 노광 장치에 있어서의 제진 마운트(113)의 구조를 모식적으로 도시한 도면이다. 제2 실시예에 따른 노광 장치는 제1 실시예에 따른 노광 장치에 있어서의 도1에 도시된 제진 마운트(113)가 도4에 도시된 제진 마운트(113)로 치환된 구성을 갖는다.

제진 마운트(113)는 그 저부에 개구를 갖는 상자형의 가동부(상자형 부재 : 45) 및 경통 지지체(112)를 지지하는 베이스 프레임(116) 상에 고정된 고정부(492)를 포함한다. 가동부(45)는 경통 지지체(112) 상에 고정된다.

가동부(45)는 그 내면 중심에, XY 면에 평행한 방향에 있어서 가동부(45)와 고정부(492) 사이의 상대적인 오정열을 허용하는 기구로서 기능하는 짐발 피스톤의 피스톤 로드(42)를 갖는다. 피스톤 로드(42)는 Z 방향으로 신장한다. 피스톤 로드(42)는 피스톤 로드(42)의 말단부에 배치된 금속 공(43)을 통해 짐발 피스톤의 실린더(44)의 저면 상에서 지지된다. 이와 같은 구성에 의해, 짐발 피스톤은 XY 면에 평행한 방향에 대해 유연한 구조를 가지게 된다.

또한, 도4를 참조하면, 가동부(11)를 Z 방향에 관해서 지지하는 구성으로서, 밀폐 공간을 형성하기 위해서 Z 방향으로 신축가능한 기체 스프링(40)이 고정부(492)와 짐발 피스톤(P1) 사이에 배치된다. 기체 스프링(40)은 고정부(492) 내에 형성된 공간(493a)과 협동하여 경통 지지체(112)를 Z 방향에 관해서 지지한다. 기체 스프링(40)은 전형적으로는 공기 스프링으로 이루어질 수 있다. 기체 스프링(40)은 Z 방향보다는 Z 방향에 수직한 XY 면에 평행한 방향으로 높은 강성을 가진다. 이러한 이유로, 기체 스프링(40)이 가동부(45)와 고정부(492) 사이의 XY 면에 평행한 방향의 상대 이동을 구속해 버리더라도, 짐발 피스톤(P1)이 XY 면에 평행한 방향에 있어서의 이들의 상대 이동을 가능하게 한다.

가동부(45)는 그 내측면의 중심에, XZ 면에 평행한 방향에 있어서 가동부(45)와 고정부(492) 사이의 상대적인 오정열을 허용하는 기구로서 각각 기능하는 짐발 피스톤(P2, P3)의 피스톤 로드(49, 149)를 갖는다. 피스톤 로드(49, 149)는 Y 방향으로 신장된다. 피스톤 로드(49, 149)는 피스톤 로드(49, 149)의 말단부에 배치된 금속 공(491, 495)을 통해 짐발 피스톤(P2, P3)의 실린더(47, 147)의 저면 에서 지지된다. 이와 같은 구성에 의해, 짐발 피스톤(P2, P3)은 XZ 면에 평행한 방향에 관해서 유연한 구조를 갖게 된다.

또한, 도4를 참조하면, 가동부(11)를 Y 방향에 관해서 지지하는 구성으로서, 밀폐 공간을 형성하기 위해서 Y 방향으로 신축가능한 공기 스프링(46, 146)이 고정부(492)와 짐발 피스톤(P2, P3) 사이에 배치된다. 기체 스프링(46, 146)은 고정부(492) 내에 형성된 공간(493b, 493c)과 협동하여 경통 지지체(112)를 Y 방향에 관해서 지지한다. 기체 스프링(46, 146)은 전형적으로는 예를 들어 공기 스프링으로 이루어질 수 있다. 기체 스프링(46, 146)은 Y 방향보다는 Y 방향에 수직한 XZ 면에 평행한 방향으로 높은 강성을 가진다. 이러한 이유로, 기체 스프링(46, 146)이 가동부(45)와 고정부(492) 사이의 XZ 면에 평행한 방향에 있어서의 상대 이동을 구속해 버리더라도, 짐발 피스톤(P2, P3)이 XZ 면에 평행한 방향에 있어서의 이들의 상대 이동을 가능하게 한다.

짐발 피스톤이 X 방향에 있어서 가동부(45)와 고정부(492) 사이에 배치되고, 가동부(11)를 X 방향에 관해서 지지하는 구성으로서 밀폐 공간을 형성하기 위해 X 방향으로 신축가능한 기체 스프링이 가동부(45)와 짐발 피스톤 사이에 배치될 수도 있음에 주목하여야 한다.

공간(493a, 493b, 493c)은 압력 조정 기구(도시 생략)에 관로를 통해서 접속된다. 압력 조정 기구는 경통 지지체(112)의 진동을 저감하기 위해서 공간(493a, 493b, 493c)의 내부 압력을 개별적으로 제어한다.

가동부(45)의 Z 방향에 있어서의 위치를 규제하는 Z 방향 스톱퍼(41)는 가동 부(45)를 Z 방향에 관해서 지지하는 기체 스프링(40) 내에 수용된다. 가동부(45)의 Y 방향에 있어서의 위치를 규제하는 Y 방향 스톱퍼(48, 148)는 개별적으로 가동부(45)를 Y 방향에 관해서 지지하는 기체 스프링(46, 146) 내에 수용된다. 스톱퍼(41, 48, 148)는 고정부(14) 또는 바닥(베이스 : 101)에 대하여 가동부(11) 또는 경통 지지체(112 : 구조체)가 허용값을 초과해서 이동하는 것을 방지한다.

기체 스프링(40) 내부의 기체량(또는 압력)이 규정량 이하가 되어, 기체 스프링(40)이 경통 지지체(112)를 지지할 수 없을 경우, 경통 지지체(l12)는 Z 방향 스톱퍼(41)에 의해 지지된다. 이러한 이유로, 경통 지지체(112)의 변형 상태는 기체 스프링(40)이 경통 지지체(112)를 지지하는 경우와 Z 방향 스톱퍼(41)가 경통 지지체(112)를 지지하는 경우 사이에서 크게 변화하지 않는다.

도5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 노광 장치에 있어서의 제진 마운트(113)의 구조를 모식적으로 도시한 도면이다. 제3 실시예에 따른 노광 장치는 제1 실시예에 있어서의 도1에 도시된 제진 마운트(113)를 도5에 도시된 제진 마운트(113)로 치환한 구성을 갖는다.

제3 실시예에서는, 기체 스프링(15)의 내부 공간에 수용된 스톱퍼(50)는 액추에이터(51)에 의해 구동된다. 마찬가지로, 기체 스프링(12)의 내부 공간에 수용된 스톱퍼(56)는 액추에이터(57)에 의해 구동된다. 기체 스프링(16)의 내부 공간에 수용된 스톱퍼(66)는 액추에이터(67)에 의해 구동된다. 스톱퍼(50, 56, 66)를 구동하는 액추에이터(51, 57, 67)는 전형적으로 기체 스프링(15, 12, l6)의 내부 공간에 개별적으로 수용될 수 있다. 이와 같은 구성은 액추에이터(51, 57, 67)로 부터 발생될 수도 있는 먼지 및 열이 노광 장치의 챔버 내 환경에 부여하는 악영향을 저감시킬 수 있다. Z 방향에 관한 액추에이터(51)는 기체 스프링(15)이 경통 지지체(112)를 지지하는 경우와 스톱퍼(50)가 경통 지지체(112)를 지지하는 경우 사이에서 경통 지지체(112)의 높이가 변화하는 것을 방지하도록 스톱퍼(50)를 구동할 수도 있다.

액추에이터(51, 57, 67)는, 예를 들어 압전 소자 또는 자기 변형 소자를 포함할 수 있다. 고정부(14) 또는 바닥(베이스 : 101)에 대한 가동부(11) 또는 경통 지지체(112 : 구조체) 이동의 허용값은 액추에이터(51, 57, 67)에 의한 스톱퍼(50, 56, 66)의 구동량에 따라 변경될 수 있다. 도5에 도시된 예에서는, 허용값은 스톱퍼(50, 56, 66)의 말단부와 이를 수용하는 스톱퍼 받침부(71, 72, 73) 사이의 거리에 따라 결정된다. 도5에 도시된 예에서는, 스톱퍼(50, 56, 66)를 개별적으로 구동하는 액추에이터(51, 57, 67)는 가동부(11)에 고정되고, 스톱퍼 받침부(71, 72, 73)는 고정부(14)에 형성된다. 그러나, 스톱퍼(50, 56, 66)를 개별적으로 구동하는 액추에이터(51, 57, 67)가 고정부(14)에 고정되고, 스톱퍼 받침부(71, 72, 73)가 가동부(11)에 형성될 수도 있다.

제3 실시예에서는, 제진 마운트(113)는 기체 스프링(15, 12, 16)의 내부 공간에 스톱퍼의 말단부와 이에 대향하는 부분 사이의 갭 크기를 개별적으로 검출하는 변위 센서(52, 58, 68)를 구비한다. 변위 센서(52, 58, 68)는 구조체로서 기능하는 경통 지지체(112)와 고정부(14) 사이의 상대 위치를 검출하는 상대 위치 센서로서 해석될 수 있다. 변위 센서(52)는 지지 부재(53)에 의해 지지되어 기체 스프 링(15)의 내부 공간에 수용될 수 있다. 변위 센서(58)는 지지 부재(59)에 의해 지지되어 기체 스프링(12)의 내부 공간에 수용될 수 있다. 변위 센서(68)는 지지 부재(69)에 의해 지지되어 기체 스프링(16)의 내부 공간에 수용될 수 있다.

액추에이터(51, 57, 67)는 스톱퍼(50, 56, 66)의 말단부와 스톱퍼 받침부(7l, 72, 73) 사이의 거리가 허용값에 대응하도록 변위 센서(52, 58, 68)의 출력에 근거해서 제어될 수 있다.

노광 장치는 노광 장치를 지지하고 있는 바닥(베이스 : 101)의 진동을 검지하는 진동 센서를 더 구비하는 것이 바람직하다. 액추에이터(51, 57, 67)는 규정값을 초과하는 진동을 진동 센서가 검지하는 경우, 허용값을 감소시키도록 제어될 수 있다. 다르게는, 액추에이터(51, 57, 67)는 규정값을 초과하는 진동을 진동 센서가 검지하는 경우에, 고정부(14)가 스톱퍼[50, 56, 66(특히, Z 방향 스톱퍼(50)]를 통해서 경통 지지체(112)를 지지하도록 제어될 수도 있다.

도6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 노광 장치에 있어서의 제진 마운트(113)의 구조를 모식적으로 도시한 도면이다. 제4 실시예에 따른 노광 장치는 제1 내지 제3 실시예 중 임의의 하나에 따른 노광 장치에 있어서의 제진 마운트(113)에 키네마틱(kinematic) 유지 기구(61)가 부가된 구성을 갖는다. 도6은 일예로서 제1 실시예에 따른 제진 마운트(113)에 키네마틱 유지 기구(61)가 부가된 구성을 도시하고 있다. 이 경우, 지지 프레임은 3개의 지주를 포함한다.

키네마틱 유지 기구(61)는 전형적으로 Z 방향 스톱퍼(10)를 수용하는 스톱퍼 받침부에 형성되고, 스톱퍼(10)로서 경통 지지체(112)를 지지할 때에 구조체로서 기능하는 경통 지지체(112)의 XY 방향(수평 방향) 위치를 규제한다. 예를 들어 V 홈, 평면 및 원추 홈의 조합이 키네마틱 유지 기구(61)로서 사용된다. 그러나, 본 발명은 이에 특별히 한정되는 것이 아니고, 공지의 키네마틱 유지 기구가 적용될 수 있다.

도7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 노광 장치에 있어서의 제진 마운트(113)의 구조를 모식적으로 도시한 도면이다. 제5 실시예에 따른 노광 장치는 제1 내지 제4 실시예 중 임의의 하나에 따른 노광 장치에 있어서의 제진 마운트(113)에 완충 부재(81, 82, 83)가 부가된 구성을 갖는다. 도7은 일예로서 제3 실시예에 따른 제진 마운트(113)에 완충 부재(81, 82, 83)가 부가된 구성을 도시하고 있다.

완충 부재(81, 82, 83)는 스톱퍼가 경통 지지체(112)의 위치를 규제할 때에, 스톱퍼(50, 56, 66)와 이를 수용하는 스톱퍼 받침부(71, 72, 73) 사이 충돌 충격을 완화한다. 완충 부재(81, 82, 83)는 스톱퍼(50, 56, 66)의 말단부[스톱퍼 받침부(71, 72, 73)에 대향하는 부분] 또는 스톱퍼 받침부(71, 72, 73)에 설치될 수도 있다. 완충 부재의 재질로서 예를 들어 고무가 적절하게 이용되지만, 본 발명은 이에 특별히 한정되는 것이 아니고, 세라믹이나 금속이 사용될 수도 있다.

본 발명의 양호한 실시예에 따른 디바이스 제조 방법은 디바이스(예를 들어, 반도체 디바이스 및 액정 디바이스)의 제조에 적합하다. 이러한 방법은 전술된 노광 장치를 사용함으로써 포토레지스트로서 코팅된 기판을 노광하는 단계 및 노광 단계에서 노광된 기판을 현상하는 단계를 포함할 수 있다. 전술된 단계에 추가하여, 디바이스 제조 방법은 다른 공지 단계(예를 들어, 막 형성, 증발, 도핑, 평탄 화, 에칭, 레지스트 제거, 다이싱, 본딩 및 패키징 단계)를 포함할 수 있다.

본 발명이 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예에 한정되지는 않는다. 다음 청구범위의 범위는 모든 변형 및 등가 구조 그리고 기능을 포함하도록 넓게 해석되어야만 한다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 노광 장치에 있어서의 제진 마운트의 구조를 모식적으로 도시한 도면.

도2는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 노광 장치의 개략 구성을 도시한 도면.

도3은 도2에 도시된 구조의 제진 마운트를 포함하는 일부 구조를 도시한 도면.

도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 노광 장치에 있어서의 제진 마운트의 구조를 모식적으로 도시한 도면.

도5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 노광 장치에 있어서의 제진 마운트의 구조를 모식적으로 도시한 도면.

도6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 노광 장치에 있어서의 제진 마운트의 구조를 모식적으로 도시한 도면.

도7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 노광 장치에 있어서의 제진 마운트의 구조를 모식적으로 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

103 : 기판 스테이지

104 : 기판

105 : 투영계

107 : 기판

108 : 조명계

109 : 공조실

112 : 경통 지지체

116 : 베이스 프레임

Claims

원판의 패턴을 기판에 투영함으로써 상기 기판을 노광하도록 구성된 요소 및 상기 요소를 지지하도록 구성된 구조체를 포함하는 노광 장치이며,

상기 구조체를 지지하도록 구성된 지지체와,

상기 구조체와 상기 지지체 사이에 배치되고 상기 구조체를 지지하도록 구성된 기체 스프링과,

상기 구조체가 상기 지지체에 대하여 허용 값을 초과하여 이동하는 것을 방지하도록 상기 기체 스프링의 내부 공간에 수용되는 스톱퍼를 포함하는 노광 장치.
제1항에 있어서, 짐발 피스톤을 더 포함하고,

상기 기체 스프링은 상기 짐발 피스톤을 통해 상기 구조체를 지지하는 노광 장치.
제1항에 있어서, 상기 스톱퍼가 상기 구조체의 위치를 규제하는 경우 상기 스톱퍼와 상기 스톱퍼를 수용하는 스톱퍼 받침부 사이의 충돌 충격을 완화하도록 구성된 완충 부재를 더 포함하는 노광 장치.
제1항에 있어서, 상기 스톱퍼를 수용하는 상기 스톱퍼 받침부는 키네마틱 유지 기구를 포함하는 노광 장치.
제4항에 있어서, 상기 키네마틱 유지 기구는 상기 구조체의 수평 방향 위치를 규정하도록 구성되는 노광 장치.
제1항에 있어서, 상기 스톱퍼를 구동하도록 구성된 액추에이터를 더 포함하고,

상기 허용 값은 상기 액추에이터에 의한 상기 스톱퍼의 구동량에 따라 변경되는 노광 장치.
제6항에 있어서, 상기 구조체와 상기 지지체 사이의 상대 위치를 검출하도록 구성된 상대 위치 센서를 더 포함하고,

상기 엑추에이터는 상기 상대 위치 센서로부터의 출력에 기초하여 제어되는 노광 장치.
제7항에 있어서, 상기 노광 장치를 지지하고 있는 베이스의 진동을 검지하도록 구성된 진동 센서를 더 포함하고,

상기 진동 센서가 규정 값을 초과하는 진동을 검지하는 경우, 상기 엑추에이터는 상기 허용 값을 감소시키거나 상기 지지체가 상기 스톱퍼를 통해 상기 구조체를 지지하도록 제어되는 노광 장치.
제1항에 기재된 노광 장치를 사용함으로써 기판을 노광하는 단계와,

상기 기판을 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법.